Golle Motor

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NET-Journal Letzter Gegenkolbenmotor Jumo 207 von Hugo Junkers. Daneben die Neuschöpfung von Hermann Golle: ein kompakter liegender Motor. Gegenkolbenmotor - ein Trumpf für Flugzeuge Der Leichtbauer Hermann Golle ließ sich ausgerechnet von den gusseisernen Schwergewichten des Junkers-Motorenbaus tief beeindrucken. Allem voran von dem Prinzip des Gegenkolbenmotors, mit dem Hugo Junkers neben seinen Flugzeugen auch in der Motorentwicklung zu einem Pionier avancierte. Das begann bereits ab 1890 mit dem Bau großer Gasmaschinen, denen später Motoren für den Antrieb von Schiffen und Lastkraftwagen folgten. Bei den Zweitaktmotoren, um die es sich handelte, nahm die Gegenkolben-Bauweise von Anbeginn eine Sonderstellung ein. Junkers, der sich ab 1909/10 dem Flugzeugbau zugewendet hatte, begann 1912 nach dem Vorbild eines schweren stationären Gegenkolbenmotors einen Dieselmotor für Flugzeuge zu entwickeln. Schon von dessen Gewicht her ein geradezu hirnrissiges Unterfangen. Hermann Golle hat die Geschichte des Flugdiesels genau studiert, seine Vorzüge erkannt und das Thema zu seinem eigenen gemacht. Seine anfängliche Verblüffung über die Leistung des Gegenkolbenmotors scheint mit zunehmendem Einblick in die Materie schnell gewichen zu sein. Ein geschichtlicher Rückblick aus Golles Feder spiegelt das wider. In seinem Buch schreibt er: “Ein Dieselmotor, das schwere Ungetüm aus Gusseisen im Flugzeug?” Nach mehr als zehn Jahren intensiver Entwicklungsarbeit konnte man 1926 erstmals 800 PS aus einem nur 900 kg schweren Motor Längsschnitt durch den Golle-Gegenkolbenmotor. herausholen. Bei Kriegsende leistete der letzte Motor, der Jumo 207 mit sechs Zylindern, 12 Kolben und 16,6 L Hubraum 2000 PS. Nach heutigen Maßstäben entsprach das einer Literleistung von 88 kW. Höchststand der derzeitigen Pkw-Diesel sind etwa 60 kW/L. Renaissance für den Gegenkolbenmotor? Das Ende des Gegenkolbenmotors kam sukzessive in den Nachkriegsjahren, schreibt Golle. In jüngerer Zeit sei aber eine beachtenswerte Renaissance festzustellen. In der Ukraine werde ein Panzer mit einem 880-kW-Motor ausgerüstet. In den USA lautet das Kürzel für eine Neuentwicklung OPOC - Opposed Piston, Opposed Cylinder. In England baut eine Diesel Air Ltd. einen Gegenkolben-Flugdiesel. Deutschland ist auch wieder mit von der Partie, mit zwei Unternehmen. In der Junkers-Stadt Dessau entwickelt die Laukötter GmbH einen Flugdiesel nach “klassischem” Vorbild. Die zweite Firma, der dieser Artikel gewidmet ist, ist die Golle Motor AG in Dresden. Dr.-Ing. Hermann Golle hatte der Autor auf dem Weltkongress der Automobilindustrie FISITA 2008 im September in München kennengelernt. Dort präsentierte er an einem Stand in der Eingangshalle seine motortechnische Novität. Ein nennenswertes Echo aus dem Kreis der in München versammelten Fachleute aus der Welt des Automobil- und Motorenbaus wurde Golle nicht zuteil. Das, obwohl er an seinem (funktionierenden) geöffneten Gegenkolbenmotor dessen Funktionsweise erklärte. Das Gehäuse brauchte er nicht aufzuschneiden für den Einblick in seine Konstruktion, denn der Motorblock wird aus zwei Hälften zusammengeschraubt; dabei werden die Zylinder mit den vorher montier- März/April 2009 Jahrgang Nr. 14, Heft Nr. 3/4 5
ten Kolben “eingeschlossen”. Diese eher montagetechnische Raffinesse umschließt auch das Revolutionäre (das gleich noch erläutert wird) des Golle-Gegenkolbenmotors “mit absolutem Kolbentrockenlauf und eigenen Spülpumpen”. In dem am 11.12.2003 erteilten deutschen Patent DE 1 00 26 458 C2 wird die Maschine als “schadstoffarmer Gegenkolben-Zweitaktmotor” bezeichnet. Schadstoffarm bei jedem Brennstoff Mit “schadstoffarm” ist das Hauptmerkmal dieses traditionsreichen Motortyps benannt. Der Autor wagt es deshalb, von einem zeitgemäßen, revolutionären und in vieler Hinsicht zukunftsfähigen Verbrennungsmotor zu sprechen. Gleichgültig, ob er die üblichen fossilen Kraftstoffe verbrennt, Erdgas, Biogas, aus anderen Quellen gewonnene Gase oder synthetisch hergestellte Brennstoffe: Das Attribut “schadstoffarm” wird man jeder Version dieses Motors zubilligen können. Hermann Golle ist es gelungen, den in der Ölwanne “planschenden” Kurbeltrieb einerseits von den Verbrennungsräumen und der zugehörigen Frischluftzuführung sowie von der Abgasausleitung andererseits räumlich strikt zu trennen. Mit den gängigen Tauchkolben wäre das ausgeschlossen. Das Schmieröl für den Kolbenlauf wird bei diesen vom Kurbeltrieb nach oben geschleudert und von den Kolbenringen zwar abgestreift, gelangt aber in geringen Mengen in die Verbrennungsräume und trägt somit auch zur Schadstoffbelastung des Abgases bei. Golles Geniestreich ist der Einbau des altbekannten Kreuzkopfes zwischen Kurbeltrieb und jedem Kolben. Bei großen Schiffsdieseln ist der Kreuzkopf seit rund 100 Jahren üblich, wenn auch nicht wegen des von Golle verfolgten Zieles der Schadstoffarmut. In seinen Motoren wird dieses Bauteil zwar auch von der Kurbelwelle über ein Pleuel geradlinig hin und her bewegt, aber öl- und gasdicht gegenüber seiner Laufbuchse. Das bedingt trocken laufende Arbeitskolben, und wegen deren paarweise synchronen Gegenläufig- NET-Journal Hermann Golle in seiner Versuchswerkstatt. Rechts ein Prüfstand für “ölfreien Kolbenlauf”, links Auswertungsmesstechnik. keit zwei Kurbelwellen, die ein “Triebwerksstrang” miteinander verbindet. Kolben und Kolbenringe, die keiner Schmierung bedürfen, lassen sich heute ohne weiteres aus Feinkorn- Kohlenstoff herstellen. Den mit diesem zu paarenden Werkstoff für die Zylinder kennt Hermann Golle ebenfalls. Möglich: Wasserstoffmotor mit null Schadstoffemission Dem heute so gepriesenen Wasserstoffmotor, dessen Auspuff angeblich nur Wasser verlässt, könnte Golle zur Wahrheit dieser Behauptung verhelfen. Mit ölgeschmierten Tauchkolben muss diese unwahr bleiben. Das Abgas enthält neben dem Wasser (und Stickoxid) immer auch einen Teil verbrannten Schmieröls. Damit nicht genug. Durch das so genannte Blow-by-Gas, das aus dem Verbrennungsraum durch den Spalt zwischen Kolben und Zylinderwand strömt und dadurch ständig Schadstoffe aus der Verbrennung in die Ölwanne einträgt, gelangen diese auf dem “Rückweg” des Kolbens - vom Öl getragen - wieder in den Verbrennungsraum und mit dem Abgasstrom ins Freie. Von einem Null-Emissions- Motor kann unter diesen Umständen keine Rede sein. Dass es sich bei diesen Feststellungen um keine Spitzfindigkeiten handelt zu Ungunsten der heute üblichen Verbrennungsmotoren, und eben auch der mit Wasserstoff betriebenen, kann Golle anhand vieler Messergebnisse aus wissenschaftlichen Analysen belegen. So entstünden bei den heutigen Vier- und Zweitaktmotoren durch Abdampfen des Ölfilms von der Zylinderwand bis zu 30% der im Abgas enthaltenen Menge an unverbrannten Kohlenwasserstoffen. Wegen der immer strengeren Abgasgesetze rücken die Emissionen aus dem mitverbrennenden Ölfilm immer mehr in den Vordergrund. In fachwissenschaftlichen Artikeln (Motortechnische Zeitschrift MTZ 2008, Hefte 5 und 10, sowie MTZ Heft 2, 2009) wird ausführlich über den “motorölbedingten Anteil an den Emissionen” berichtet. Ein Merkmal der “Sondergase” sei die große Schwankungsbreite gewisser in ihnen enthaltenen Stoffgruppen sowie von Verunreinigungen, die sich auf die Verbrennung und auf die Abgasemission auswirken. Erkannt wurde, dass die im Brennraum gebildeten Siliziumoxide kristalline Ablagerungen zurücklassen, deren abplatzende Partikel zu Verschleißerscheinungen an Motorteilen, wie den Ventilen, führen. Zwischenprodukte aus der Verbrennung, etwa schwefelhaltige Spurengase, tragen zur “Versäuerung” des Motoröls bei. Zur Vermeidung dieser schmierstoffbedingten Komplikationen und Schadstoffemissionen bietet sich für Hermann Golle sein Gegenkolbenmotor mit öldicht vom Triebwerk getrennter Zylinder/Kolben-Baugruppe an. Diese bildet das innovative Kernstück der Maschine. Aber zu ihrer perfekten Funktion gehören noch 6 Jahrgang Nr. 14, Heft Nr. 3/4 März/April 2009
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